9區域物流網絡規劃與設計學習目與要求關鍵詞匯（1）掌握區域物流網絡內涵；（2）了解區域物流網絡空間結構形態及其要素特征；（3）了解區域物流網絡特征和功效；（4）掌握區域物流網絡規劃方法及步驟。區域物流網絡(RegionalLogisticsNetwork)網絡節點（NetworkNode）OD調查法（InvestigationofOD）網絡規劃（NetworkPlanning）區域物流網絡的規劃與設計第1頁9區域物流網絡規劃與設計9.1區域物流網絡概述9.2區域物流網絡規劃技術

9.3區域物流網絡規劃與設計◎習題與思索題區域物流網絡的規劃與設計第2頁9.1區域物流網絡概述9.1.1區域物流網絡內涵

伴隨計算機技術、網絡技術、電子技術、通信技術、自動化技術不停發展，在一個特定區域內因為進、出該區域貨物運輸、儲存、裝卸、包裝、流通加工、配送以及相關信息傳遞等活動進行而逐步形成了區域物流網絡系統。

區域物流網絡是由各級物流節點、連線以及所屬經濟“組織”組成相互聯絡、相互作用系統結構形式。其中“節點”是指各級物流中心，“連線”是指由交通、通信干線連接起來基礎設施束，“組織”是指物流企業、物流市場、物流咨詢機構和地方政府。區域物流網絡形成過程中，在各種“組織”協調運作下，社會經濟要素（產品、信息、技術、人才、金融等）在“節點”上集聚，并由線狀基礎設施聯絡在一起而形成“軸線”。區域物流網絡的規劃與設計第3頁9.1.2區域物流網絡空間結構

9.1.2.1區域物流網絡空間結構形態

因為不一樣地域地理基礎及經濟發展特點差異，區域物流網絡在形成過程中含有不一樣內在動力、形勢及不一樣等級和規模；不一樣社會經濟發展階段下，區域物流網絡空間結構展現出不一樣形態。依據東北師范大學陳才教授對區域經濟地理學研究，區域物流網絡空間結構大致能夠分為放射網絡、扇形網絡、軸帶網絡、環狀與一字形網絡等形態，如圖9-1、表9-1所表示。圖9-1區域物流網絡空間結構示意圖區域物流網絡的規劃與設計第4頁表9-1區域物流網絡空間結構形態分析區域物流網絡的規劃與設計第5頁

9.1.2.2區域物流網絡節點要素

(1)網絡節點含義

物流節點又稱物流接點,是物流網絡中連接物流線路結節之處。在區域物流經濟分析過程中，我們能夠將經濟活動所形成事物或現象，如物流設施、物流企業、配送中心甚至一個城市，在地圖上用一個點（當要素本身大小與其存在空間相比能夠不予考慮時，即可抽象為點）來描述。區域物流網絡中，節點要素普通是區域經濟活動中最密集、最活躍地方，是物流經濟活動區域“集聚點”。節點以城鎮為載體，其形態反應在圖9-2上即為點狀模式。

區域物流網絡節點運行情況主要取決于節點要素之間空間相互作用，區域物流網絡正是經過節點“磁場”和節點“磁化物”之間磁力（集聚力和擴散力）來推進區域經濟發展。從圖9-3能夠看出，正是因為區域節點之間存在著引力場（即城市之間相互吸引、擴散）作用，才產生功效強大物流網絡化空間結構。圖9-2區域節點等級集聚示意圖圖9-3區域節點等級擴散示意圖區域物流網絡的規劃與設計第6頁（2）網絡節點等級劃分在區域物流網絡中，根據物流節點物流活動范圍及其對區域內外物流經濟貢獻率大小，可將物流節點劃分為核心節點、中心節點、重要節點和普通節點四類。核心節點是指區域內主要鐵路、公路、水路、航空等物流綜合運輸伎倆集成化城市，具有良好經濟基礎和廣闊物流腹地。中心節點是指區域內具有良好經濟基礎和優越交通區位條件，物流發展水平較為成熟地區或城市。重要節點是指一般具有較優越物流發展條件和較高物流發展水平地區或城市。普通節點主要擔負區域內物流集散與中轉。由此四類節點（城市）構成了區域物流網絡空間等級體系。9.1.2.3區域物流網絡軸線要素當要素分布橫向寬度與縱向長度相比可以不予考慮時，即可以抽象為線。區域物流網絡區位線要素，是指在地域空間上具有確定線段交通通信線路、動力和水源供給線，例如鐵路、高速公路和航道等。具體交通線路必須有一定長度、方向和起始點，由此規定了他們空間所處位置。根據線路自然條件、技術裝備狀況以及經濟運量，各種交通線路可分為若干等級，這決定了他們在區域物流網絡中所處地位和作用。區域物流網絡線要素也可以從動態角度考查。例如交通通信干線，一方面它是物質、能量和信息等要素流動“渠道”或“通道”，其次它本身也會發生擴展和分叉等變化。就其要素流動渠道而言，它具有線形、具體、高速、高效和靈活等特點，對于地域聯系起著不可替代重要作用；就其動態變化而言，隨著干線實力增強，干線動力擴大和線路擴展，隨之產生支線，必然呈現密集“網狀”擴散運動態勢。區域物流網絡的規劃與設計第7頁9.1.3區域物流網絡特征

（1）區域物流網絡系統是一個橫跨生產、流通、消費三大領域復雜系統

該系統運行對象是遍布社會各種物質資源，其大量化、多樣化特征使得區域物流更為復雜。物流活動全過程跨越商品生產、物資流通和物品消費各個步驟，并伴伴隨人員、資金、經營網點范圍廣、數量大，這些均給物流系統組織帶來很大困難。所以，一定要做好商流、物流、信息流協調和銜接。

（2）區域物流網絡系統是一個多目標函數系統

區域物流網絡系統總目標是實現宏觀和微觀經濟效益。不過，系統要素間有著非常強“背反”現象，如物流成本與服務、物流成本與效率等都存在一定矛盾。所以，要建立多目標函數，并在多目標中求得物流最正確效果。

（3）區域物流網絡系統是一個“人—機系統”

區域物流網絡系統是由人和形成勞動伎倆設備、工具所組成，表現物流勞動者利用運輸設備、裝卸搬運機械、倉庫、港口、車站等設施,作用于物資一系列生產勞動。在這一系列物流活動中,人是系統主體。所以,研究物流網絡系統應把人和物有機地結合起來,作為不可分割整體加以考查和分析,而且一直把發揮人主觀能動作用放在首位。

（4）區域物流網絡系統是一個跨度系統

該系統一是地域跨度大，二是時間跨度大。在當代經濟社會中，企業間物流經常跨越不一樣地域，這使得區域物流網絡地域跨度更大。另外，企業通常采取儲存貨物方式處理產需之間時間矛盾，這更使得區域物流時間跨度加大。所以，區域物流網絡系統必定是一個大跨度系統,其主要問題是管理難度較大，對信息依賴程度較大。區域物流網絡的規劃與設計第8頁9.1.4區域物流網絡功效（1）隸屬功能隸屬功能表現為區域物流網絡系統能多環節、多功能為區域經濟發展服務。物流是原材料和產成品流經過程在空間上具體反應。經濟增長和資源分布、生產過程分工協作是物流網絡系統建設基本依據，為其提供資金保障，決定其規模和空間結構。一方面，隨著生產規模不停擴大，系統輸入輸出力量不停增長，對區域物流網絡地域范圍和能力規模提出新要求；其次，經濟格局在地域上迅速拓展，經濟聯系日趨復雜，客觀上要求區域物流網絡系統不停完善以適應區域經濟發展需求。沒有生產過程和消費過程也就沒有物流，自然談不上區域物流網絡構建。（2）引導功能引導功能是指物流對區域經濟結構、規模和空間布局引導和反饋作用，實質上是將區域物流網絡系統轉化為生產優勢和經濟優勢過程。區域物流系統網絡在適應經濟發展過程中，其自身不停完善，在能力、效率、空間輻射范圍及系統本身經濟效益等方面均得以發展。這種發展不停調整著區域經濟系統產業區位優勢，引導著區域經濟發展與空間分布。區域物流網絡系統越完善，對區域經濟引導功能就越強。區域物流網絡系統對區域經濟引導功能主要是經過市場競爭機制和產業關聯協同機制來實現。前者是在物流條件改善前提下，導致市場競爭條件變化，是不一樣產業在競爭中調節自身生產方式、方向和規模，并控制著合理產銷市場和分工關系；后者是經過刺激地區生產專業化發展，引導不一樣地區相互關聯產業間彼此協調，促進區域范圍內勞動地域分工發展。返回區域物流網絡的規劃與設計第9頁

9.2區域物流網絡規劃技術9.2.1區域物流網絡規劃

區域物流網絡規劃是指在一定系統范圍內對整個物流體系建設進行總體戰略布署，它以國家、地域經濟和社會發展計劃為指導，或以企業發展戰略為指導，以物流系統內自然資源、社會資源和現有技術經濟組成為依據，考慮物流系統發展潛力和優勢，在掌握交通、倉儲等物質要素基礎上，研究確定物流系統發展方向、規模和結構，合理配置資源，統一安排交通運輸、倉儲等設施，使之各得其所，協調發展，取得最正確經濟效益、社會效益和生態效益，為物流運作創造最正確有利環境。

因為物流規劃包括面廣，政策性、綜合性強，所以，要善于從宏觀著眼、微觀入手，利用當代科學技術伎倆和方法進行綜合分析和論證，全方面規劃，統一布局，協調各方面矛盾，使規劃方案在經濟上合理，技術上先進、適應，建設上現實、可行。區域物流網絡的規劃與設計第10頁9.2.2區域物流網絡規劃技術

9.2.2.1現實狀況數據搜集技術

（1）現實狀況數據搜集基本方法

現實狀況數據是指區域內經濟、人口、消費水平、物流等相關指標歷年來數據。對區域物流網絡規劃現實狀況數據搜集可采取直接觀察法、匯報法和口頭問詢法。其中直接觀察法是由調查人員現場對調查對象進行觀察計量方法，此方法能夠確保多數搜集資料準確性，如貨物流量調查等；匯報法是利用調查區企業、事業單位和政府機關已經有統計報表資料和其它方式積累資料提供數據方法，此方法能夠節約資料搜集時間，但不一定準確，如GDP、人口、貨運量等數據可用此方法；口頭問詢法是由調查人員對被調查者逐一采訪，并提出所要了解問題，借以搜集資料，如區域經濟平衡發展政策、區域物流宏觀導向政策、物流企業發展方向等數據資料可采取此方法。

因為區域物流網絡構建現實狀況數據基礎包括面廣、量大、內容繁雜，為了快速、準確、全方面地搜集所需數據，除部分資料需要進行觀察統計外，其它均可借助一下載體形式取得：①企業、事業單位以及政府機關定時統計報表；②正式出版各級政府統計年鑒；③各級政府機關編制國民經濟和社會發展規劃與長久戰略計劃；④各地方政府編制地方志；⑤相關部門發展規劃與久遠計劃；⑥其它形式資料匯編或報紙雜志等。區域物流網絡的規劃與設計第11頁（2）現狀數據調查方法——物流OD調查法物流OD調查法是指在某一區域內為了獲得物流需求種類組成、流量、流向等資料所進行調查，因為調查包括物流在此次流經過程中起點（Origin）、終點（Destination），所以稱之為物流OD調查法。①調查內容物流OD調查是為了獲得物流需求種類組成及其流量、流向等數據，這些數據需要經過OD調查表來反映。物流OD調查表格設計應力求簡單、實用。②調查前準備工作收集區域物流OD調查所需基本資料，確定大型生產、銷售企業區內位置，了解區內人口分布、土地利用、道路交通等情況，制訂調查方案，進行人員培訓。③小區劃分在進行物流需求分析時，需要全方面了解地區間商品（物資）、半成品、原材料流動情況，不過產生物流需求企業空間位置分散，且需求量不一，不可能對每個物流企業單獨研究。所以在進行物流需求分析過程中，需要將能產生物流需求企業按一定地理位置或行政區劃進行分區，這樣可方便于用交通分布理論來模擬物流分布，降低調查工作量及后期矩陣計算。例如，根據湖南省物流發展現狀，結合現有省級區劃，將該區域劃分為14個物流小區，同時為了便于建立數據庫，進行數據管理和分析，對區域物流小區進行編號（表9-2）區域物流網絡的規劃與設計第12頁表9-2湖南省物流小區劃分表區域物流網絡的規劃與設計第13頁

④物流OD調查數據處理

物流OD調查資料整理和統計分析應考慮抽樣調查精度、季節及時間等原因影響，對數據進行適當處理。

⑤建立OD矩陣

利用二維矩陣表示該區域內各小區物流發生量和吸引量。

在表中，“長沙市”所在行與“湖北方向”所在列交叉處數字“808”表示從常德市小區產生流入湖北方向小區物流量為年均808萬噸。主對角元素對應各個小區內部生成并消耗物流。“長沙市”所在行上數表示長沙市發往其它各個小區物流量，即小區生成量，“長沙市”所在列表示各個小區抵達長沙市物流量，即小區物流吸引量，該表表示物流OD矩陣。區域物流網絡的規劃與設計第14頁

9.2.2.2未來需求數據預測技術

預測就是要從改變事務中找出事物發生改變固有規律，尋找和研究各種改變現象背景及其演變邏輯關系，去揭示事物原來面貌，它是在對區域現實狀況社會經濟調查分析基礎上進行。按經濟預測方法性質不一樣，可分為定性經濟預測和定量經濟預測。

定性經濟預測，是指預測者經過調查研究，了解實際情況，憑自己實踐經驗和理論、業務水平，對經濟現象發展前景性質、方向和程度作出判斷進行預測方法，主要包含判斷預測法、教授評定法、市場調查法和類推法等。其預測準確程度主要取決于預測者經驗、理論、業務水平以及掌握情況和分析判斷能力。定量經濟預測是依據準確、及時、系統、全方面調查資料和經濟信息，利用統計方法和因果關系所建立數學模型，對經濟現象未來發展規模、水平、速度和百分比關系推測。定量預測缺點在于不能充分考慮不定量原因影響，而是以經濟條件和影響經濟發展各種主要原因比較穩定為前提，當經濟條件和原因發生突然變動時，定量預測結果就會出現較大偏差。

為了使預測結果比較符合實際，提升預測質量，為決議和計劃提供可靠依據，通常是將定性預測與定量預測方法相結合，將兩種預測結果比較、查對，分析其差異原因，依據經驗進行綜合判斷。利用定性分析對定量預測結果進行必要修正和調整，才能取得良好結果。區域物流網絡的規劃與設計第15頁

預測模型選取普通有以下兩大類：

（1）時間序列模型預測

時間序列是指在社會經濟活動中，某一變量或指標數量值或觀察值，按其出現時間先后次序，時間間隔相同而排列一組數值x1、x2、…、xn，稱為時間序列。任何一個社會，經濟變量總會受到各種原因動態影響，因而時間序列就是這些動態影響總結果，普通表現為動態改變。時間序列分析數學模型可分為：移動平均法、指數平滑法、季節系數法和灰色預測法。

（2）回歸模型預測

回歸預測是基于事物之間相關性一個數理統計預測方法。在回歸預測中，要先對預測對象（因變量）進行定性和定量分析，確定影響其改變一個或多個原因（自變量），然后經過預測對象和影響原因多組觀察值建立適當預測模型，最終進行預測。

回歸預測技術種類很多。按自變量多少分，有一元回歸分析和多元回歸分析。按變量之間函數關系分，有線性回歸和非線性回歸；非線性回歸中又有多項式回歸、對數回歸、指數回歸、冪回歸等。按自變量性質分，有因子回歸和時序回歸等。區域物流網絡的規劃與設計第16頁預測算例：利用定性與定量預測相結合預測方法對湖南省國內生產總值（GDP）進行研究。步驟一，取湖南省1992～年GDP建立時間序列線性回歸模型。Y(t)=5612.26+978.56t，相關系數R=0.985。步驟二，依據湖南省近幾年經濟發展情況，以及教授對未來經濟發展預測，按照湖南省國民經濟發展和社會發展“十五”規劃和20遠景目標基本思緒，2002～20湖南省國民經濟將處于快速發展時期，預計GDP年增加率保持在10%左右；2010～20湖南省國民經濟發展速度稍緩，GDP年增加率將保持在8.2%左右；2015～20湖南省國民經濟發展將處于穩定發展階段，GDP年增加率將保持在6.2%左右。步驟三,對上述定量定性預測結果,分別賦予權重后,得到最終預測結果（表9-5）。區域物流網絡的規劃與設計第17頁表9-5湖南省GDP預測結果匯總表區域物流網絡的規劃與設計第18頁

9.2.2.3區域物流網絡節點等級劃分技術

在對區域物流影響原因和網絡構建數據基礎分析基礎上,從社會經濟、物流需求和區位位置三個方面，利用層次分析法和群體決議法建立物流網絡節點等級。

（1）層次分析法介紹

層次分析法是由著名運籌學家T.L.Saaty提出定性與定量相結合決議工具,原名為AnalyticalHierarchyProcess,簡稱AHP。層次分析法提出不論在理論上還是在實際利用中都得到了極為廣泛應用與發展，它是處理一些難以用定量方法進行分析復雜問題有效方法，利用層次分析法進行區域物流網絡節點劃分方法以下：

①建立遞階層次結構

在AHP法中，首先要把問題層次化。依據問題性質和要到達總目標將問題分解為不一樣層次聚集組合，形成一個多層次分析結構模型（圖9-4）。同一層次元素作為準則對下一層次一些元素起支配作用，同時又受上一層次元素支配。這些層次大致可分為三類：目標層、判斷層、方案層。各層之間關系不一定是完全，即能夠存在這么元素，它并不支配下一層次全部元素，而僅支配其中部分元素。這種自上而下支配關系所形成層次結構被稱為遞階層次結構。區域物流網絡的規劃與設計第19頁圖9-4區域物流網絡城市節點等級劃分評價指標層次結構區域物流網絡的規劃與設計第20頁

②結構判斷矩陣

判斷矩陣表示針對上一層次某原因，本層次上相關原因之間相對主要性比較。如上述A與下層次B1、B2、B3有聯絡，普通能夠結構如表9-6所表示判斷矩陣。表9-6判斷矩陣例表區域物流網絡的規劃與設計第21頁

在層次分析中，為了使決議判斷定量化，形成上述數值判斷矩陣，可采取德爾菲法（教授打分）進行評定表搜集，對影響原因主要程度按可采取三標度法進行判斷矩陣數值結構。表9-7三標度定義區域物流網絡的規劃與設計第22頁

③元素相對權重計算決議者對目標成對比較得出矩陣A后，由該矩陣能夠計算元素之間相對其準則主要性權重向量值，可采取幾何平均法來計算權重向量。詳細步驟為：步驟一：計算判斷矩陣每一行元素乘積

，i=1，2，3，…，n；步驟二：計算Min次方根

；步驟三：對向量

規范化，則為所求特征向量；

，則

即為所求特征向量，即權重。當然，也能夠用MATLAB軟件對矩陣權重進行計算。④一致性檢驗步驟一，計算矩陣最大特征根：式中

表示向量AW第i個元素。步驟二，計算一致性指標CI：步驟三，計算平均隨機一致性指標CR：式中：RI表示平均隨機一致性指標，其值見表9-8。當CR＜0.1時，認為判斷矩陣含有滿意一致性，不然就需要調整判斷矩陣，直到含有滿意一致性為止。區域物流網絡的規劃與設計第23頁表9-8同階平均隨機一致性指標RI區域物流網絡的規劃與設計第24頁

⑤層次總排序及一致性檢驗

計算同一層次全部原因對目標層（最高層）相對主要性排序權值，稱為層次總排序。這一過程是由最高層到最底層逐步進行，若上一層A包含m個元素A1、A2、…、Am，其層次總排序值分別為a1、a2、…、am，下一層次B包含n個原因B1、B2、…、Bn,它們對于原因Aj層次單排序權值分別為b1j、b2j、…、bnj（當Bk與Aj無聯絡時，Bkj=0）。此時，層次B總排序權值計算由表給出。層次總排序一致性檢驗也是從高到低逐層進行。若B層原因相對于Aj單排序一致性指標為Cij,對應平均隨機一致性指標為Rij，則B層層次總排序隨機一致性百分比為：

當CR＜0.1時，認為層次總排序結果含有滿意一致性。區域物流網絡的規劃與設計第25頁

(2)層次分析法應用

①確定遞階層次結構

區域物流網絡城市節點等級劃分遞階層次結構如圖9-4所表示。

②A-B層層次單排序及一致性檢驗

對于區域物流網絡城市節點等級劃分評價指標,綜合教授意見，給出圖中B1、B2、B3主要性排序為B2∶B3∶B1，由此得出比較矩陣

經權重計算

,經歸一化處理后得

，

由此,

，查RI=0.52,經計算得

所以A-B層層次單排序含有滿意一致性。

③B-P層層次單排序及一致性檢驗（方法與AB層層次單排序及一致性檢驗相同）

④層次總排序及一致性檢驗

P層各元素相對于目標層A層次總排序如表9-10所表示。區域物流網絡的規劃與設計第26頁層次P層次B表9-10區域物流網絡城市節點等級劃分層次總排序區域物流網絡的規劃與設計第27頁

⑤加權平均法進行物流節點（城市）等級劃分

對各備選節點（城市）綜合評價值進行計算，公式以下：式中：Pk——各評價指標總排序權重值；

Ntk——各備選節點（城市）評價指標值，Nt1～Nt6值可經過數據統計直接取得，Nt7～Nt10值需要經過教授評價得到，其中Nt1~Nt10值須經歸一化處理。

所以，能夠計算得到綜合評價值Zt大小判斷其物流節點（城市）主要度，然后進行分類，并依據區域內物流需求量發展趨勢（物流需求增加情況）和各節點綜合評價值Zt大小確定各節點基礎設施建設時序。區域物流網絡的規劃與設計第28頁

9.2.2.4區域物流網絡構建技術

（1）構建理論體系

區域物流網絡系統中物流線路主要由貨運線路及客運線路組成,物流系統特點決定了物流線路結構和容量除了含有普通交通系統特點外,還含有本身特點。從政府宏觀角度看，區域物流線路結構和容量必須滿足地域經濟發展、社會發展、環境保護、政治穩定需要，其中主要是滿足地域經濟和社會發展需要，其它各個目標能夠在發展經濟同時經過附加約束給予實現。為考慮問題方便，區域物流線路網絡規劃可只考慮實現經濟、社會發展兩個子目標，即一個是滿足地域經濟發展運輸各種物資基本需要，將盡可能多物資運輸到目標地，另一個是為實現地域社會快速發展需要，必須將總物流費用降低下來，實現整個物流網絡系統廣義物流運輸費用最小化。廣義物流運輸費用由運輸時間、運輸價格和運輸服務質量等組成，其中主要為運輸時間和運輸價格兩部分，其它費用將作為任何線路上是相同而不予考慮。

政府從宏觀角度經過本身或政策導向使各種資金投向物流線路子系統，其決議變量為物流線路投資，從而實現各個物流線路結構和容量改變。本身投資為直接投資，主要經過政府財政、國債等投資；間接投資為政府經過稅收等政策引導其它以營利為目標資金投入到物流線路網絡中。為考慮問題方便，本書一律用物流路徑上容量變量來表示物流路徑投資。各物流路徑容量改變、新增物流路徑等直接決定了物流線路結構和容量，從而改變整個物流線路運輸成本、運輸價格和時間。同時政府追求目標中包含了每一條物流線路（弧）物流量這一變量，每一條物流線路上物流量在當前市場經濟條件下由物流企業、運輸企業等追求本身廣義運輸成本最小化來均衡決定。區域物流網絡的規劃與設計第29頁

（2）基于優先物流網絡構建模型

在實際物流網絡中，OD點或節點普通是分層次，在網絡實踐中存在優先級。當前采取模型普遍以系統運行總時間，即路段時間總和為目標函數，該類模型實際上是假定各個城市含有同等主要性，沒有考慮不一樣城市優先級。所以，沒有從OD層次性來考慮，實際上是將全部OD平等對待。本書在對物流城市節點等級劃分基礎上，考慮優先OD對，即不一樣層次OD需求應給予不一樣考慮，主要城市之間需求應優先考慮。

①決議變量

在物流網絡實踐中，需要處理兩個問題：在哪些節點間新建物流線路和在哪些節點間物流線路需要改建或擴建，即線路容量是否需要擴容，擴容多少。實際上擴容量必須到達一定標準，才可能進行改擴建，而且擴容量都有一定上下限。如低于下限，表示該線路不需要進行改擴建；超出上限，只能按最高上限進行改擴建。

②目標函數及約束條件

依據對網絡確定理論體系分析，首先建立上層模型。上層為政府從宏觀角度對物流線路容量和結構進行設置問題，模型為以下數學規劃問題。區域物流網絡的規劃與設計第30頁

③雙層博弈模型求解

對于該模型求解，可采取遺傳算法。

●變量編碼

采取實數編碼，編碼長度為已經有路段個數加上可能新加邊個數，即X元素個數。假定決議變量三個參數，最小擴容量、基準擴容量和最大擴容量分別為10萬噸/年、5萬噸/年、30萬噸/年，即m有6個取值。共有5條邊，編碼就由5個數組成向量組成，如存在編碼為（1，0，2，3，2），表示該物流網絡由5條邊組成，第二條邊對應值為0，表示第二條邊不擴容；第一條邊對應值為1，擴容量為10萬噸/年；對應第三條邊擴容量為15萬噸/年，第四條邊擴容量為20萬噸/年，第五條邊擴容量為15萬噸/年。

●適應度函數

適應度函數采取以下表示式：式中：V——上式右邊第二部分最大值；

O(i)——第i個個體目標函數，即上層規劃目標函數值；

M——種群個數。區域物流網絡的規劃與設計第31頁

●約束條件處理及算子計算

對于以上模型，首先必須處理約束條件。可行域約束較為輕易，依據網絡可能接連關系確定備選路段，在此范圍內可確保路段可行性。其它約束采取處罰函數法（對于在可行范圍之外方案進行處罰）進行處理。

本文采取4個遺產算子，即選擇、交叉、變異和粘貼，選擇采取基于“排名輪盤式選擇算子”；交叉采取多點交叉算子，但只針對新建物流線路部分，已經有線路不參加交叉，隨即產生交叉位，進行數值交換；變異采取雙點變異算子，一個針對新建線路，一個針對已經有線路。隨即產生變異點，在決議變量可行域范圍內隨機選擇一個數取交叉位數，對于已經有路段，其變異后數值一定要大于或等于原來數。經過選擇、交叉、變異算子操作后，可能生成不法個體，出現主要節點不連通子代。為此，結構一個粘貼算子處理連通性約束，該算子類似于變異算子，主要功效是對以上3個操作后結果進行連通性檢驗，假如主要節點不連通，則在新建路段編碼中取值為0邊中隨機選擇進行強制性變異，直到網絡連通為止。

●計算步驟

Step1:依據物流節點等級劃分綜合評價值，經歸一化處理，確定ars；

Step2:依據實際產生各節點可能連接邊，生成網絡確定初始方案；

Step3:對下層配流模型計算，求出crs值；

Step4:將上步計算得到crs值代入上層目標函數計算；

Step5:判斷若滿足上述條件，計算結束，輸出結果；不然，轉入Step6；

Step6:利用遺傳算子調整方案，網絡重新構建；

Step7：轉入Step3，進行配流計算；

Step8：計算結束，輸出結果。區域物流網絡的規劃與設計第32頁

④算例

將上述理論與方法應用于湖南省中東部地域（湖北方向1、岳陽2、常德3、長沙4、婁底5、邵陽6、衡陽7）物流網絡構建。

依據湖南省實際情況，模型決議變量設為Vmin=100，V0=50，Vmax=300。該研究區域物流網絡路徑不一樣運輸方式容量設置考慮到主要由鐵路與高等級公路負擔物流量運輸，所以分別設定為：鐵路600萬噸/年、高速公路400萬噸/年、國道100萬噸/年。

利用上述計算模型進行計算（可用MATLAB軟件計算），得出區域物流網絡構建后各條路徑容量值見圖9-5。區域物流網絡的規劃與設計第33頁圖9-5物流網絡容量配置圖區域物流網絡的規劃與設計第34頁

基于以上計算，對該區域物流網絡構建將在原來網絡上，考慮增加從湖北方向至常德市、常德市至邵陽市、邵陽市至衡陽市物流路徑，擴大湖北至岳陽、岳陽至長沙、長沙至衡陽路徑容量。依據湖南省區域經濟和物流發展實際，提議建設兩條路經，以增加現有路徑容量。

第一條，縱貫中部地域從湖北境—常德—婁底—邵陽高速公路一條；

第二條，衡陽—邵陽高速公路一條。

同時增加路徑也能夠考慮其它運輸方式建設。

該方案可適應地域未來10～經濟發展對物流運輸需要。各條物流路徑新建和擴容實施時間，可依據區域及區域內各等級節點經濟、物流發展實際情況和未來發展趨勢確定。返回區域物流網絡的規劃與設計第35頁

9.3區域物流網絡規劃與設計9.3.1區域物流網絡規劃與設計思緒

區域物流網絡構建合理化不但對區域內企業物流活動有很大影響，而且對整個區域交通、環境等方面也有較大影響，所以有必要進行合理設計。

區域物流網絡是政府從宏觀角度促進區域經濟一體化，勉勵物流產業發展，降低物流總成本而詳細實施，但在設計過程中必須依據對現有數據基礎分析和預測，到達兼顧區域內物流企業經濟效益目標。所以，只有從政府和物流企業兩個角度來確定設計方法才能確保區域物流網絡構建合理化。

另外，因為區域物流網絡受到多方面原因影響和制約，所以必須統籌兼顧、全方面安排，設計中應遵照以下標準：

①與經濟發展相適應標準

②適度超前標準

③多層次網絡標準

④梯級開發標準

⑤平衡發展標準

區域物流網絡設計應與區域內各地域經濟發展水平相適應，同時也應該適度超前，以促進地域經濟發展。而在網絡結構上，應形成一個多層次物流網絡。在物流園區建設上，應防止過分集中于某一時段，在時間安排上應先后次序合理，進行梯級建設。區域物流網絡的規劃與設計第36頁

區域物流網絡設計通常采取定量計算和定性分析相結合方法。首先，對區域物流網絡現實狀況進行分析，找出其存在問題；其次，對區域物流需求進行預測；再次，對區域物流網絡節點進行層次分析，找出其中國際性綜合型、區域性綜合型和地方性綜合型節點，在此基礎上對區域物流網絡進行構建；最終，對規劃方案進行評價（見圖9-6）。圖9-6區域物流網絡設計流程區域物流網絡的規劃與設計第37頁9.3.2區域物流網絡規劃與設計

9.3.2.1數據基礎

(1)搜集和整理數據

物流網絡構建現實狀況數據在前文中已經進行了搜集和整理。

(2)數據預測

依據前面介紹預測方法對湖南省社會經濟指標和物流量進行預測,結果如表9-14所表示。區域物流網絡的規劃與設計第38頁表9-14湖南省社會經濟與物流貨運量指標預測結果區域物流網絡的規劃與設計第39頁

9.3.2.2節點等級劃分

湖南省物流城市節點等級劃分主要依據其行政區劃(14個市州)展開。依據前面層次分析法確定各影響原因層次排序及各評價指標權重，將湖南省14個市州P1～P6指標統計數據進行搜集整理，再結合教授評判給出P7～P10經驗值，代入公式，計算出各城市節點主要度，以此確定其城市物流基礎設施建設規模和建設時序安排。

首先對P1～P6指標進行歸一化處理，再經過代入公式，加權平均得出綜合評價值Z，即得到各城市節點主要度。

經過對綜合評價值Z進行分析,可知Z越大地域其物流基礎設施在物流網絡中越主要，同時結合貨運量預